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可持续性:了解围绕氢的炒作及其好处

2021-07-19


这就是为什么GCC在全球范围内处于领先地位,在氢供应方面发挥主导作用的原因。

能源领域的新流行语是脱碳,氢被吹捧为未来的燃料。但是GCC在氢的生产和部署上到底有多大的进步呢?它要去哪里?

我们采访了MartinO‘Neill,GE天然气动力公司产品管理副总裁兼通用电气脱碳中心负责人,以了解更多情况。

氢已经成为全球和地区关注的热门话题。在GCC案中,我们现在在制氢/制氢方面的立场是什么?
GCC开始将氢视为未来的主要燃料,因为只有低碳燃料才能被允许燃烧。数十年来,全球碳氢化合物储量巨大,全球对用于发电和其他用途的氢越来越感兴趣,因此,海湾地区越来越多的石油和天然气公司专注于生产蓝色氢或蓝色氨。这也是它们在未来几十年里在全球能源市场中保持相关性的一种手段。我们仍处于起步阶段,但沙特石油公司、ADNOC和NEOM已宣布计划生产氢或氨,这是一种合适的氢载体,并将这种燃料运往日本、南亚等市场,并可能还运往世界其他地区。

将氢用于发电的最大挑战是什么?
在使用氢作为发电燃料方面存在着许多实际挑战:·运输和储存氢需要特别考虑,因为氢具有攻击和脆化某些材料的特性。
极端的压力和温度需要压缩和液化。

·在氢燃料上运行燃气轮机可能需要改变燃烧、燃料和工厂安全系统。
·氢的热值约为天然气的三分之一。对于给定的流量,氢提供的能量较少。它也是一个比天然气更小的分子,这意味着它可以通过密封泄漏在天然气系统中是无泄漏的。
氢气比天然气更易燃,燃气轮机与天然气/氢气混合燃料的安全运行需要特别考虑。
氢气的火焰温度高于天然气。这可能导致NOX排放量的增加,这取决于燃料中氢的浓度和燃气轮机的具体燃烧系统。
存在可追溯性和原产地证书问题。我们需要对氢的灰色、蓝色、绿色和其他颜色有一个明确和共同的理解,并需要知道谁能够提供充分的证明,证明在制氢过程中形成的二氧化碳是适当储存的。

此外,还有一些问题需要在系统一级加以解决。你生产的氢越多,你需要的可再生能源和碳捕获和储存解决方案就越多。你产生的可再生能源越多,你就越需要能源储存、智能电网管理系统和集成。这是一个相互关联、一体化的世界,需要做大量工作才能实现这一目标。

在氢蓝色、绿色、灰色、绿松石、棕色、粉红色、黄色和白色等方面,有几种“颜色”。你能详细说明一下这一切是如何运作的吗?哪一个更好?
国际上正在使用一项基于颜色的公约来描述和区分制氢方法:

 灰色(或黑色)煤的气化或天然气的重整,没有碳捕获
• 蓝色*利用碳捕获和储存改造蒸汽甲烷(SMR)
• 绿色*利用可再生能源电解水
• 粉红色(红色)*利用核能电解水
• 绿松石甲烷的热解,产生氢和固体碳作为副产物。
• 白色*使用100%生物量作为原料的生物质气化或其他工艺

在发电方面,重要的是要注意的是氢的来源并不重要,一旦氢气产生,任何给定的体积都会以同样的方式在燃气轮机中燃烧,产生同样的能量,而不管它是由什么方式产生的。我们需要迅速扩大低碳氢的生产--不同的颜色--如果我们想要氢成为能源组合中的关键部分,因为我们致力于更深层次的脱碳。

阿联酋一直在寻求扩大生产,以期在不久的将来出口氢气。沙特阿拉伯还打算成为世界上最大的氢供应国。GCC国家如何确保他们实现雄心勃勃的氢议程?
在全球范围内,90%以上的工业氢供应来自甲烷转化过程,通常称为SMR。SMR的原料通常是甲烷或更高的碳氢化合物。电解法生产的绿色氢比蓝色氢更耗能,需要大量的淡水,除了热脱盐或反渗透(RO)技术外,GCC不太容易获得。为了实现他们雄心勃勃的氢议程,GCC国家将需要利用他们的碳氢资源来生产蓝色氢,而蓝色氢的生产成本通常还不到绿色氢的一半。

作为一名国际球员,你如何看待GCC在氢的部署方面在全球范围内的表现?
该地区在全球处于有利地位,可以在蓝色和绿色氢的供应方面发挥主导作用,并作为这种宝贵的清洁燃料的出口国,继续处于世界未来能源生态系统的核心地位。这是因为,从长远来看,GCC拥有生产氢气所需的许多要素:巨大的可再生能源潜力;可再生能源项目的大量土地;海水供应;用于安全储存二氧化碳的枯竭油气藏;以及大量天然气储量。此外,中东国家可以有效地将氢输送到邻近的非洲、欧洲和亚洲缺乏能源的市场。

通用电气如何调整其投资组合,为氢燃料发电做好准备?
今天,通用电气的所有燃气轮机都可以在一定程度上燃烧氢燃料,我们正在通过内部研发和测试,以及参与美国能源部氢燃料计划,继续为我们的燃气轮机开发更高的氢气能力。

GE燃气轮机一直在各种工业应用中使用氢燃料混合燃料,包括钢厂、炼油厂和石油化工厂--我们75多台燃气轮机已经(或继续)使用含有氢的燃料。

我们最近宣布,一个利用通用电气9F.05燃气轮机的项目将为澳大利亚第一个双燃料天然气/氢发电厂--新南威尔士州的Tallawarra B发电厂提供动力。该项目旨在加速澳大利亚的能源转换,利用氢和氢混合燃料可以进一步脱碳的天然气。通用电气还使美国俄亥俄州485兆瓦的联合循环7HA发电厂能够在无碳氢的基础上运行。拥有该工厂的龙岭能源终端公司(Long Ridge Energy Terminal)正与通用电气(GE)和新堡垒能源(New Forser Energy)合作,向客户提供无碳能源,方法是在气流中掺加氢气,并在未来十年将工厂转化为能够燃烧100%绿色氢的工厂。

 

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